JP7286494B2

JP7286494B2 - 位置測定システム

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Publication number: JP7286494B2
Application number: JP2019170672A
Authority: JP
Inventors: 哲早坂; 智中嶋; 康洋鈴木; 一馬佐藤; 善久岸本; 一郎中原
Original assignee: Alps Electric Co Ltd; Alps Alpine Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2023-06-05
Anticipated expiration: 2039-09-19
Also published as: JP2021047115A

Description

本発明は、位置測定システムに関する。

従来より、電子キーとの通信により、前記電子キーが車両内および車両外に設定された照合エリアに存在しているか否かを判定する電子キー位置推定装置がある。前記車両に搭載された複数のアレーアンテナと、複数の前記アレーアンテナが前記電子キーから受信した電波に基づいて、前記アレーアンテナ別に、電波の到来方向を推定する方向推定部と、前記アレーアンテナから、当該アレーアンテナが受信した電波に基づいて前記方向推定部が推定した電波の到来方向に延びる直線である到来方向線を、前記アレーアンテナ別に決定し、複数の前記到来方向線の交点に基づいて、前記電子キーの位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部が推定した前記電子キーの位置に基づいて、前記電子キーが前記車両内に設定された前記照合エリアおよび前記車両外に設定された前記照合エリアに存在しているか否かを判定するエリア判定部とを備える。各アレーアンテナは、複数のアンテナを有する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－１９９９７１号公報

ところで、従来の電子キー位置推定装置は、複数のアレーアンテナについて推定される複数の電波の到来方向同士の角度の差がある程度小さいときには、電子キーの位置を高精度に算出することができない。また、電波を放射するアレーアンテナの数が１つのときには、電子キーの位置を高精度に算出することができない。

ここで、複数のアレーアンテナについて推定される複数の電波の到来方向同士の角度の差がある程度小さいときとは、複数のアンテナを含む受信部が複数あり複数の受信部同士の間隔がある程度狭いときである。また、アレーアンテナの数が１つのときとは、複数のアンテナを含む受信部が１つのときである。

そこで、複数のアンテナを含む受信部が複数あり複数の受信部同士の間隔がある程度狭いとき、又は、複数のアンテナを含む受信部が１つのときでも、電波の発信源の位置を高精度に検出できる位置測定システムを提供することを目的とする。

本発明の実施の形態の位置測定システムは、所定方向に沿って離隔配置された少なくとも一対のアンテナを有し、発信源から発信される電波を受信して前記電波の第１到来角度を測定する第１測定部と、前記第１測定部から前記所定方向に沿って離隔して設置され、前記所定方向に沿って離隔配置された少なくとも一対のアンテナを有し、前記発信源から発信される電波を受信して前記電波の第２到来角度を測定する第２測定部と、前記第１到来角度及び前記第２到来角度に基づいて前記発信源の位置を算出する第１処理、又は、前記第１測定部及び前記第２測定部のいずれか一方が受信した電波の前記第１到来角度及び前記第２到来角度のいずれか一方と受信強度とに基づいて前記発信源の位置を算出する第２処理を実行する位置算出部とを含み、前記位置算出部は、前記発信源から前記第１測定部に向かう方向と前記発信源から前記第２測定部に向かう方向との差が所定値以上の領域に前記発信源が位置すると推定されるときは、前記第１処理で前記発信源の位置を算出し、前記発信源から前記第１測定部に向かう方向と前記発信源から前記第２測定部に向かう方向との差が前記所定値よりも小さい領域に前記発信源が位置すると推定されるときは、前記第２処理で前記発信源の位置を算出する。

複数のアンテナを含む受信部が複数あり複数の受信部同士の間隔がある程度狭いとき、又は、複数のアンテナを含む受信部が１つのときでも、電波の発信源の位置を高精度に検出できる位置測定システムを提供することができる。

車両１０とスマートフォン２００を示す図である。車両１０を示す平面図である。位置測定部１２０がスマートフォン２００の位置を求めるために実行する処理を示すフローチャートである。位置測定部１２０がスマートフォン２００の位置を求めるために実行する処理を示すフローチャートである。スマートフォン２００の位置を特定する手法を説明する図である。スマートフォン２００の位置を特定する手法を説明する図である。

以下、本発明の位置測定システムを適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態＞
図１は、車両１０とスマートフォン２００を示す図である。車両１０は、位置測定ＥＣＵ(Electronic Control Unit：電子制御装置)１００と測定部１３とを含む。位置測定ＥＣＵ１００と測定部１３は、位置測定システム１００Ａを構築する。このため、位置測定ＥＣＵ１００と測定部１３には括弧書きで符号１００Ａを記す。

車両１０は、位置測定ＥＣＵ１００と測定部１３の他に、自動駐車ＥＣＵ及びその他のＥＣＵや、超音波センサ、カメラ、加速度センサ、速度センサ等を含むが、ここでは省略する。

位置測定ＥＣＵ１００は、車両１０の周囲におけるスマートフォン２００の位置を測定する。スマートフォン２００は、車両１０の外から無線通信によって車両１０を自立的に駐車スペースに移動させる操作を行うリモートパーキングシステム用の端末機の一例である。

自動駐車ＥＣＵは、スマートフォン２００から送信される指令に基づいて車両１０を操作して自立的に移動させ、カメラや超音波センサ等で検出される空き駐車スペースに車両１０を駐車するＥＣＵである。

位置測定ＥＣＵ１００、測定部１３、自動駐車ＥＣＵ、超音波センサ、カメラ、加速度センサ、速度センサ、及びスマートフォン２００は、車両１０の自動駐車を実現するリモートパーキングシステムを構築する。リモートパーキングシステムに必要な機能は、一例として位置測定ＥＣＵ１００、自動駐車ＥＣＵ、及びスマートフォン２００に搭載されるが、ここでは詳細な説明を省略する。

測定部１３は、スマートフォン２００からビーコン信号を受信し、測定部１３に対してスマートフォン２００が位置する方向を表す角度を測定する測定部であり、通信部とＥＣＵを含む。測定部１３の通信部は、一例としてBLE(Bluetooth Low Energy)（登録商標）規格の近距離無線通信器であり、２つのアンテナ（測位用アンテナ）を含む。測定部１３の通信部は、受信部の一例であるが、スマートフォン２００にデータを送信する機能を有していてもよい。

測定部１３のＥＣＵは、ＡＯＡ(Angle Of Arrival)形式で、２つのアンテナで受信されるビーコン信号の位相差から、測定部１３に対してスマートフォン２００が位置する方向を表す角度を測定する。また、測定部１３は、ビーコン信号を受信したときのＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator：受信信号強度)を測定する。測定部１３は、求めた角度を表すデータ（角度データ）とＲＳＳＩとを位置測定ＥＣＵ１００に伝送する。

測定部１３は、車両１０に複数設けられている。なお、測定部１３は、Bluetoothに限らず、ＷＬＡＮ(Wireless Local Area Network)やその他の規格の通信器等であってもよい。

リモートパーキングシステムでは、測定部１３からスマートフォン２００までの距離が所定距離（ここでは一例として６ｍ）以内である場合に、スマートフォン２００で車両１０を操作することができる。

位置測定ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及び内部バス等を含むコンピュータによって実現される。位置測定ＥＣＵ１００は、主制御部１１０、位置測定部１２０、通信部１３０、及びメモリ１４０を有する。主制御部１１０、位置測定部１２０、通信部１３０は、位置測定ＥＣＵ１００が実行する位置測定プログラムの機能（ファンクション）を機能ブロックとして示したものである。また、メモリ１４０は、位置測定ＥＣＵ１００のメモリを機能的に表したものである。

主制御部１１０は、位置測定ＥＣＵ１００の制御処理を統括する処理部であり、位置測定部１２０、及び通信部１３０が実行する処理以外の処理を実行する。

位置測定部１２０は、測定部１３から角度データとＲＳＳＩを受信し、スマートフォン２００の位置を求める。

位置測定部１２０は、特定の位置関係の２つの測定部１３から２つの角度データが得られる場合には、２つの角度データと、２つの測定部１３の位置関係（２つの測定部１３の間の距離）とを用いて、平面三角法における二角挟辺の関係に基づいて、スマートフォン２００の位置を求める。二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求める処理は、第１処理の一例である。なお、特定の位置関係の２つの測定部１３については後述する。

また、位置測定部１２０は、平面三角法における二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求めた後に、特定の位置関係を満たさない２つの測定部１３から２つの角度データを得る状態になった場合には、２つの測定部１３のうちＲＳＳＩが大きい方の測定部１３で測定された１つの角度と、１つの角度しか測定できなくなる直前に（最後に）測定できた２つの角度を用いて測定した位置とを基準として、角度と距離から位置を特定する。この特定処理は第２処理の一例であり、詳細については後述する。

また、位置測定部１２０は、平面三角法における二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求めた後に、得られる角度データが１つになった場合には、得られた１つの角度と、１つの角度しか得られなくなる直前に（最後に）測定できた２つの角度を用いて測定した位置とを基準として、角度と距離から位置を特定する。この特定方法については後述する。

通信部１３０は、公衆回線網を介してスマートフォン２００と通信を行い、車両１０の情報、駐車処理の開始及び終了の指令、駐車処理における車両１０の操作指令、及び指令データ等の通信を行う。

メモリ１４０は、主制御部１１０、位置測定部１２０、通信部１３０が上述のような処理を実行するために必要な位置測定プログラム及びデータ等を格納する。

スマートフォン２００は、車両１０の外から無線通信によって車両１０を自立的に駐車スペースに移動させる操作を行うリモートパーキングシステム用の端末機の一例であり、ここでは一例として、測定部１３とBLE（登録商標）形式で通信を行うとともに、公衆回線網を介して通信部１３０と通信を行う。

図２は、車両１０を示す平面図である。図２には、車両１０の平面視における中心を原点ＯとしたＸＹ座標系を示す。スマートフォン２００の位置は、このようなＸＹ座標系の値として求められる。

車両１０のボディの四隅には、複数の測定部１３が設けられている。図２では、一例として８つの測定部１３を示す。車両１０の前方の左右端部には測定部１３が１つずつ設けられ、車両１０の後方の左右端部には測定部１３が１つずつ設けられ、車両１０の左側方の前後端部には測定部１３が１つずつ設けられ、車両１０の右側方の前後端部には測定部１３が１つずつ設けられている。

ここでは、８つの測定部１３に、１～８の番号を割り振って説明する。１、４、５、８番の測定部１３は、車両１０の側部に設けられており、２、３番の測定部１３は、車両の前部に設けられており、６、７番の測定部１３は、車両の後部に設けられている。

各測定部１３は、２つのアンテナ１３Ａを有する。１、４、５、８番の測定部１３の２つのアンテナ１３Ａは、車両１０の前後方向（長さ方向）に離隔して設置されており、２、３、６、７番の測定部１３の２つのアンテナ１３Ａは、車両１０の横方向（幅方向）に離隔して設置されている。

位置測定部１２０が２つの測定部１３から得る２つの角度データを用いて二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求めるのは、２つの測定部１３の組み合わせが、２番と３番、４番と５番、６番と７番、１番と８番のように、車両１０の前後方向又は横方向の辺で隣り合う場合である。位置測定部１２０は、２つの測定部１３が車両１０の前後方向又は横方向の辺で隣り合う組み合わせである場合に、２つの測定部１３から得られる角度データと、２つの測定部１３の間の距離とを用いて、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求める。

車両１０の前後方向又は横方向の辺で隣り合う２つの測定部１３は、測定部１３に含まれる２つのアンテナ１３Ａが設置される方向と同一方向に沿って配置されている。このように、車両１０の前後方向又は横方向の辺で隣り合う２つの測定部１３は、上述した特定の位置関係の２つの測定部１３である。

車両１０の前後方向又は横方向の辺で隣り合う２つの測定部１３のうちの一方は、第１測定部の一例であり、他方は第２測定部の一例である。また、第１測定部としての測定部１３によって測定される角度は、第１到来角度の一例であり、第２測定部としての測定部１３によって測定される角度は、第２到来角度の一例である。

また、２つの測定部１３の組み合わせが、１番と２番、３番と４番、５番と６番、７番と８番のように、車両１０の角で隣り合う場合に、位置測定部１２０は、２つの測定部１３のうちＲＳＳＩが大きい方の測定部１３で測定された１つの角度と、１つの角度しか測定できなくなる直前に（最後に）測定できた２つの角度を用いて測定した位置とを基準として、角度と距離から位置を特定する。車両１０の角で隣り合う２つの測定部１３は、特定の位置関係を満たさないからである。

２つの測定部１３が車両１０の角で隣り合う場合に二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求めないのは、２つの測定部１３の間の距離が短すぎて、２つの測定部１３がスマートフォン２００から受信するビーコン信号の到来角度が狭すぎるため、正確にスマートフォン２００の位置を求めにくいからである。

位置測定部１２０は、２つの測定部１３から角度データを得る場合に、２つの測定部１３の組み合わせが車両１０の辺又は角で隣り合わない組み合わせである場合には、スマートフォン２００の位置を求めない。辺又は角で隣り合わない組み合わせ以外の組み合わせは、スマートフォン２００の位置を求めることができない組み合わせである。

次に、車両１０の角で隣り合う２つの測定部１３、又は、１つの測定部１３から角度データが得られる状況において、位置測定部１２０がスマートフォン２００の位置を測定する方法について説明する。

ここでは、ＲＳＳＩが測定部１３とスマートフォン２００との間の距離だけで決まることとする（角度の影響は無視できるとする）と、次式（１）が成り立つ。

ここで、Ｌは、測定部１３からスマートフォン２００までの距離（ｍ）であり、Ｒ_Ｌは、距離ＬのときのＲＳＳＩ（ｄＢｍ）であり、Ｒ_１は距離が１ｍのときのＲＳＳＩ（ｄＢｍ）である。

式（１）より、距離Ｌは次式（２）で表すことができる。

ＡＯＡ形式で角度を測定できる測定部１３が２つあり、２つの測定部１３が車両１０の前後方向又は横方向の辺に沿って配置されており、２つの角度データと２つの測定部１３の間の距離とから二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置が特定できているときには、式（２）から次式（３－１）、（３－２）を求めることができる。ここで、２番と３番の測定部１３が角度を測定できていることとする。

ここで、Ｌ_Ｂ２は、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置が特定できている状態における２番の測定部１３からスマートフォン２００までの距離（ｍ）であり、Ｌ_Ｂ３は、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置が特定できている状態における３番の測定部１３からスマートフォン２００までの距離（ｍ）である。

また、Ｒ_ＬＢ２は、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置が特定できている状態における２番の測定部１３のＲＳＳＩ（ｄＢｍ）であり、Ｒ_ＬＢ３は、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置が特定できている状態における３番の測定部１３のＲＳＳＩ（ｄＢｍ）である。

式（３－１）及び式（３－２）で表されるＬ_Ｂ２、Ｌ_Ｂ３は、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置が特定できている状態において、式（２）から導き出される関係式であり、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求める際に利用するものではない。式（３－１）及び式（３－２）は、後述する式（４－１）及び式（４－２）を導き出すために利用される関係式である。

ここで、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置が特定できている状態から、３番の測定部１３が角度を測定できなくなり、２番の測定部１３のみが角度を測定できている状況に変化したとする。このような場合には、２番の測定部１３からスマートフォン２００までの距離Ｌ_２（ｍ）は、式（２）及び式（３－１）を用いて、次式（４－１）で表すことができる。

ここで、Ｒ_Ｌ２は、状況が変化した状態で２番の測定部１３で受信した際のＲＳＳＩ（ｄＢｍ）である。

このように、式（４－１）より２番の測定部１３からスマートフォン２００までの距離を計算することができる。

また、このとき、２番の測定部１３でスマートフォン２００の角度が測定できるので、角度と距離Ｌ_２からスマートフォン２００の位置を特定することができる。

また、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置が特定できている状態から、２番の測定部１３が角度を測定できなくなり、３番の測定部１３だけが角度を測定できる状態に変化した場合も同様に、３番の測定部１３からスマートフォン２００までの距離Ｌ_３（ｍ）を求めることができる。距離Ｌ_３は、式（２）及び式（３－２）を用いて、次式（４－２）で表すことができる。

ここで、Ｒ_Ｌ３は、距離Ｌ_３（ｍ）３番の測定部１３で得られたＲＳＳＩ（ｄＢｍ）である。

このように、式（４－２）で決まる距離Ｌ_３と３番の測定部１３で得られる角度とから、３番の測定部１３に対するスマートフォン２００の位置を特定することができる。

位置測定部１２０は、辺にある２つの測定部１３でスマートフォン２００の角度が測定できている場合には、２つの測定部１３からスマートフォン２００までの距離を式（３－１）及び式（３－２）に従って求める。

そして、その後１つの測定部１３で角度を測定する状態に変化した場合には、１つの測定部１３で角度を測定する状態に変化する直前に（最後に）測定した位置において式（３－１）又は式（３－２）で求まる距離と、１つの測定部１３で得られるＲＳＳＩとを用いて式（４－１）又は式（４－２）で距離を計算する。そして、計算した距離と、１つの測定部１３で得られる角度とからスマートフォン２００の位置を特定する。

また、辺にある２つの測定部１３でスマートフォン２００の角度が測定できている状態から、角の２つの測定部１３で角度を測定する状態になった場合には、角の２つの測定部１３で角度を測定する状態になる直前に（最後に）測定した位置において式（３－１）又は式（３－２）で求まる距離と、ＲＳＳＩが大きい方の測定部１３で得られるＲＳＳＩとを用いて式（４－１）又は式（４－２）で距離を計算する。そして、計算した距離と、２つの測定部１３のうちＲＳＳＩが大きい方の測定部１３で得られる角度とからスマートフォン２００の位置を特定する。

このため、辺にある２つの測定部１３でスマートフォン２００の角度が測定できた後に、１つの測定部１３が角度を測定する状態、又は、角にある２つの測定部１３が角度を測定する状態に変化した場合に、状態が変化する直前に式（３－１）、（３－２）に従って求めた距離を用いて、高精度にスマートフォン２００の位置を求めることができる。

なお、距離が１ｍのときのＲＳＳＩ（ｄＢｍ）であるＲ_１は、所定の初期値を用いてもよいが、スマートフォン２００が出力するビーコン信号の信号レベルは、スマートフォン２００の個体差等によって異なる場合があるため、実際に利用者が使用するスマートフォン２００で計測した値を用いると、より正確にスマートフォン２００の位置を求めることができる。計測したＲＳＳＩは、メモリ１４０に格納しておけばよい。

図３及び図４は、位置測定部１２０がスマートフォン２００の位置を求めるために実行する処理を示すフローチャートである。

位置測定部１２０は、処理がスタートすると測定部１３からデータ（角度データとＲＳＳＩ）を取得し、ΔＲＳＳＩが閾値を超えている測定部１３の数が２つであるかどうかを判定する（ステップＳ１）。なお、ステップＳ１ではスマートフォン２００の位置は決まっていない。

ここで、ΔＲＳＳＩは、位置測定部１２０がデータ（角度データとＲＳＳＩ）を取得した複数の測定部１３の各々のＲＳＳＩから、複数のＲＳＳＩのうちの最小値を減算して得る差分値である。また、閾値は、一例として２０（ｄＢｍ）である。なお、ここでは、ΔＲＳＳＩが閾値を超える測定部１３の数が３つ以上になることはないと想定している。

位置測定部１２０は、測定部１３の数が２つである（Ｓ１：ＹＥＳ）と判定すると、２つの測定部１３が辺で隣り合う組み合わせであるかどうかを判定する（ステップＳ２）。

位置測定部１２０は、辺で隣り合う組み合わせである（Ｓ２：ＹＥＳ）と判定すると、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求めるとともに、２つの測定部１３からスマートフォン２００までの距離を表す関係式を式（３－１）、（３－２）のようにそれぞれ求め、メモリ１４０に格納する（ステップＳ３）。

次いで、位置測定部１２０は、測定部１３からデータ（角度データとＲＳＳＩ）を取得し、ΔＲＳＳＩが閾値を超えている測定部１３の数が２つであるかどうかを判定する（ステップＳ４）。

位置測定部１２０は、ΔＲＳＳＩが閾値を超えている測定部１３の数が２つである（Ｓ４：ＹＥＳ）と判定すると、２つの測定部１３の組み合わせが、辺で隣り合うか、角で隣り合うか、それ以外のいずれであるかを判定する（ステップＳ５）。

位置測定部１２０は、辺で隣り合うと判定すると、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求め、スマートフォン２００の位置を求めた位置に更新する（ステップＳ６）。

位置測定部１２０は、角で隣り合うと判定すると、２つの測定部１３のうちＲＳＳＩが大きい方の測定部１３で測定された１つの角度と、１つの角度が測定される状態になる直前に（最後に）測定できた距離とを用いて、スマートフォン２００の位置を特定する（ステップＳ７）。

具体的には、位置測定部１２０は、角の２つの測定部１３で角度を測定する状態になる直前に（最後に）測定した位置において式（３－１）又は式（３－２）で求まった距離と、ＲＳＳＩが大きい方の測定部１３で得られるＲＳＳＩとを用いて式（４－１）又は式（４－２）で距離を計算する。そして、計算した距離と、２つの測定部１３のうちＲＳＳＩが大きい方の測定部１３で得られる角度とからスマートフォン２００の位置を特定する。

位置測定部１２０は、それ以外の組み合わせであると判定した場合は、スマートフォン２００の位置を特定しない（ステップＳ８）。スマートフォン２００の位置を求めるのに、ふさわしくない測定部１３の組み合わせであるからである。

位置測定部１２０は、ステップＳ４において、ＲＳＳＩが閾値を超えている測定部１３の数が２つではなく２つ未満である（Ｓ４：ＮＯ）と判定すると、ＲＳＳＩが閾値を超えている測定部１３の数が１つであるかどうかを判定する（ステップＳ９）。

位置測定部１２０は、ステップＳ９において、ＲＳＳＩが閾値を超えている測定部１３の数が１つである（Ｓ９：ＹＥＳ）と判定すると、フローをステップＳ１０に進行させる。

位置測定部１２０は、１つの測定部１３で角度を測定する状態になる直前に（最後に）測定した位置において式（３－１）又は式（３－２）の関係式で求まる距離と、１つの測定部１３で得られるＲＳＳＩとを用いて式（４－１）又は式（４－２）で距離を計算し、計算した距離と、１つの測定部１３で得られる角度とからスマートフォン２００の位置を特定する（ステップＳ１０）。

また、位置測定部１２０は、ステップＳ９において、ＲＳＳＩが閾値を超えている測定部１３の数が１つでない（Ｓ９：ＮＯ）と判定すると、ＲＳＳＩが最も大きい測定部１３の正面の遠方にスマートフォン２００があると判定し、スマートフォン２００の位置をＲＳＳＩが最も大きい測定部１３の正面の遠方に更新する（ステップＳ１１）。なお、遠方とは、ＲＳＳＩが閾値以下になるほど測定部１３から離れた位置であり、そのような位置を表すデータにスマートフォン２００の位置を更新すればよい。

位置測定部１２０は、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１１の処理を終えると、フローをステップＳ４にリターンし、再度データを取得して処理を繰り返し行う。

なお、位置測定部１２０は、ステップＳ１において、測定部１３の数が２つではない（Ｓ１：ＮＯ）と判定すると、ステップＳ１の処理を繰り返し行う。ΔＲＳＳＩが閾値を超えている２つの測定部１３が得られるまでデータを取得するためである。

また、位置測定部１２０は、ステップＳ２において、辺で隣り合う組み合わせではない（Ｓ２：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ１にリターンさせる。データの取得からやり直すためである。

図５及び図６は、スマートフォン２００の位置を特定する手法を説明する図である。図５及び図６には、車両１０の１番から８番の測定部１３がスマートフォン２００のビーコン信号をステップＳ４で説明したＲＳＳＩが閾値以上の状態で受信可能な扇形の領域Ｚ１～Ｚ８を示す。

図５では、２番と３番の測定部１３がスマートフォン２００の角度Ａ２、Ａ３を測定している。この状態で、位置測定部１２０は、２番と３番の測定部１３から得られる角度データと、２番と３番の測定部１３の間の距離とを用いて二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を特定する。また、このとき、位置測定部１２０は、２つの測定部１３からスマートフォン２００までの距離を表す関係式を式（３－１）、（３－２）のようにそれぞれ求め、メモリ１４０に格納する。

図６では、図５に示すように二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を特定された後に、３番の測定部１３のみがスマートフォン２００の角度Ａ３を測定している状態に変化している。

この場合は、位置測定部１２０は、３番の測定部１３のみで角度を測定する状態になる直前に（最後に）測定した位置（図５参照）において式（３－２）で求まった距離と、３番の測定部１３で得られるＲＳＳＩとを用いて式（４－２）で距離を計算し、計算した距離と、３番の測定部１３で得られる角度とからスマートフォン２００の位置を特定する。なお、３番と４番の測定部１３がスマートフォン２００の角度を測定している状態に変化した場合も同様である。

ここで、ステップＳ６で位置測定部１２０が辺で隣り合うと判定する場合は、スマートフォン２００の位置から２つの測定部１３に向かう方向同士の差が所定値よりも大きい領域にスマートフォン２００が位置すると推定されるときである。このような領域は、領域Ｚ２とＺ３が重複する領域、領域Ｚ４とＺ５が重複する領域、領域Ｚ６とＺ７が重複する領域、及び、領域Ｚ８とＺ１が重複する領域である。

また、ステップＳ７で位置測定部１２０が角で隣り合うと判定する場合は、スマートフォン２００の位置から２つの測定部１３に向かう方向同士の差が所定値よりも小さい領域にスマートフォン２００が位置すると推定されるときである。このような領域は、領域Ｚ１とＺ２のうち領域Ｚ８とＺ３との間に位置する領域、領域Ｚ３とＺ４のうち領域Ｚ２とＺ５との間に位置する領域、領域Ｚ５とＺ６のうち領域Ｚ４とＺ７との間に位置する領域、及び、領域Ｚ７とＺ８のうち領域Ｚ６とＺ１との間に位置する領域である。

以上のように、辺で隣り合う２つの測定部１３で角度データが得られると、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求めるとともに、２つの測定部１３からスマートフォン２００までの距離を表す関係式を式（３－１）、（３－２）のようにそれぞれ求めておく。

そして、その後に１つの測定部１３で角度を測定する状態に変化した場合には、１つの測定部１３で角度を測定する状態に変化する直前に（最後に）測定した位置において式（３－１）又は式（３－２）で求まる距離と、１つの測定部１３で得られるＲＳＳＩとを用いて式（４－１）又は式（４－２）で距離を計算する。そして、計算した距離と、１つの測定部１３で得られる角度とからスマートフォン２００の位置を特定する。

また、角の２つの測定部１３で角度を測定する状態に変化した場合には、角の２つの測定部１３で角度を測定する状態になる直前に（最後に）測定した位置において式（３－１）又は式（３－２）で求まる距離と、ＲＳＳＩが大きい方の測定部１３で得られるＲＳＳＩとを用いて式（４－１）又は式（４－２）で距離を計算する。そして、計算した距離と、２つの測定部１３のうちＲＳＳＩが大きい方の測定部１３で得られる角度とからスマートフォン２００の位置を特定する。

このため、二角挟辺の関係に基づいてスマートフォン２００の位置を求めることができない状況においても、式（３－１）、（３－２）のような２つの測定部１３からスマートフォン２００までの距離を表す関係式と、１つの測定部１３で得られるＲＳＳＩと、角度データとを用いて、スマートフォン２００の位置を正確に特定することができる。

したがって、複数の測定部１３同士の間隔がある程度狭いとき、又は、測定部１３が１つのときでも、スマートフォン２００の位置を高精度に検出できる位置測定システム１００Ａを提供することができる。

なお、以上では、測定部１３がＥＣＵを含み、角度データを測定して位置測定ＥＣＵ１００に伝送する形態について説明したが、測定部１３は電波を受信するだけで、位置測定ＥＣＵ１００が角度データを測定してもよい。

以上、本発明の例示的な実施の形態の位置測定システムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１０車両
１３測定部
１００位置測定ＥＣＵ
１００Ａ位置測定システム
１１０主制御部
１２０位置測定部
１３０通信部
１４０メモリ
２００スマートフォン

Claims

所定方向に沿って離隔配置された少なくとも一対のアンテナを有し、発信源から発信される電波を受信して前記電波の第１到来角度を測定する第１測定部と、
前記第１測定部から前記所定方向に沿って離隔して設置され、前記所定方向に沿って離隔配置された少なくとも一対のアンテナを有し、前記発信源から発信される電波を受信して前記電波の第２到来角度を測定する第２測定部と、
前記第１到来角度及び前記第２到来角度に基づいて前記発信源の位置を算出する第１処理、及び、前記第１測定部及び前記第２測定部のいずれか一方が受信した電波の前記第１到来角度及び前記第２到来角度のいずれか一方と受信強度とに基づいて前記発信源の位置を算出する第２処理を実行する位置算出部と
を含み、
前記位置算出部は、前記発信源から前記第１測定部に向かう方向と前記発信源から前記第２測定部に向かう方向との差が所定値以上の領域に前記発信源が位置すると推定されるときは、前記第１処理で前記発信源の位置を算出し、前記発信源から前記第１測定部に向かう方向と前記発信源から前記第２測定部に向かう方向との差が前記所定値よりも小さい領域に前記発信源が位置すると推定されるときは、前記第２処理で前記発信源の位置を算出する、位置測定システム。
前記位置算出部は、前記第２処理において、前記発信源までの距離と電波の受信強度との関係を表す関係式と、前記第１測定部及び前記第２測定部のいずれか一方が受信した電波の受信強度とに基づいて前記発信源までの距離を計算し、前記計算した距離と、前記第１到来角度及び前記第２到来角度のいずれか一方とに基づいて前記発信源の位置を算出する、請求項１記載の位置測定システム。
所定方向に沿って離隔配置された少なくとも一対のアンテナを有し、発信源から発信される電波を受信して前記電波の第１到来角度を測定する第１測定部と、
前記第１測定部から前記所定方向に沿って離隔して設置され、前記所定方向に沿って離隔配置された少なくとも一対のアンテナを有し、前記発信源から発信される電波を受信して前記電波の第２到来角度を測定する第２測定部と、
前記第１到来角度及び前記第２到来角度に基づいて前記発信源の位置を算出する第１処理、及び、前記第１測定部及び前記第２測定部のいずれか一方が受信した電波の前記第１到来角度及び前記第２到来角度のいずれか一方と受信強度とに基づいて前記発信源の位置を算出する第２処理を実行する位置算出部と
を含み、
前記位置算出部は、前記第２処理において、前記発信源までの距離と電波の受信強度との関係を表す関係式と、前記第１測定部及び前記第２測定部のいずれか一方が受信した電波の受信強度とに基づいて前記発信源までの距離を計算し、前記計算した距離と、前記第１到来角度及び前記第２到来角度のいずれか一方とに基づいて前記発信源の位置を算出する、位置測定システム。
前記位置算出部は、前記第１処理を実行する際に前記第１測定部及び前記第２測定部が受信した電波の受信強度を用いて、前記関係式を取得する、請求項２又は３記載の位置測定システム。
前記位置算出部は、前記第１測定部が受信した電波の受信強度と、前記第２測定部が受信した電波の受信強度との両方が所定の閾値以上であるときに、前記発信源から前記第１測定部に向かう方向と前記発信源から前記第２測定部に向かう方向との差が前記所定値以上の領域に前記発信源が位置すると推定し、前記第１測定部が受信した電波の受信強度と、前記第２測定部が受信した電波の受信強度とのうちのいずれか一方が前記所定の閾値以上であり、かつ、いずれか他方が前記所定の閾値未満であるときに、前記発信源から前記第１測定部に向かう方向と前記発信源から前記第２測定部に向かう方向との差が前記所定値よりも小さい領域に前記発信源が位置すると推定する、請求項１乃至４のいずれか一項記載の位置測定システム。